עקומת חימום וקירור

מהן עקומות חימום וקירור של חומר?

עקומות חימום וקירור הם תיאורים גרפיים של טמפרטורת החומר כפונקציה של האנרגיה שמוסיפים לחומר במקרה של חימום או שמוציאים מהחומר במקרה של קירור.

ברוב החומרים הטהורים, עקומת החימום נראית כפי שמתואר באיור מצד שמאל.

 

מה רואים בעקומת החימום?

ניתן לראות שככל שמוסיפים אנרגיה לחומר במצב מוצק, הטמפרטורה עולה בצורה קווית (ליניארית) עד לטמפרטורה קבועה, כלומר הוספת אנרגיה לחומר לא משנה את הטמפרטורה. טמפרטורה זו היא נקודת ההתכה של החומר (Tm). אם נסתכל על החומר נראה שמתחיל להיווצר נוזל לצד המוצק כתוצאה מתהליך ההתכה המתרחש בטמפרטורה זו.

כאשר כל החומר הפך לנוזל, נראה שהטמפרטורה ממשיכה לגדול בצורה קווית עם המשך החימום (הוספת אנרגיה) עד לערך טמפרטורה מסוים בו נראה היווצרות של בועות כלומר תחילת תהליך הרתיחה. טמפרטורה זו נשארת קבועה עד שכל הנוזל הפך לגז. טמפרטורה זו היא נקודת הרתיחה של החומר (Tb).

חימום נוסף של החומר במצב גז יגרום לעליית הטמפרטורה בצורה קווית.

עקומת חימום של חומר טהור
עקומת חימום
סרטון הסבר על עקומות חימום וקירור

תרגול

נתונה עקומת קירור של חומצה אצטית  . תענו על השאלות  המוצגות בטבלה.

הערה: ציר ה-x בעקומות חימום/קירור יכול להיות זמן חימום או קירור והוא  מבטא כמות אנרגית חום שמועברת לחומר או נלקחת מהחומר.

1. מהי נקודת הרתיחה של החומר במעלות צלזיוס?
2. מהי נקודת ההתכה של החומר במעלות צלזיוס?
3. מהו מצב הצבירה של החומר כעבור שלוש דקות קירור ?
4. הסבר למה בחרת בתשובה הנ”ל?
5. מהו מצב הצבירה של החומר כעבור שבע דקות קירור?
6. הסבר למה בחרת בתשובה הנ”ל?
7. מהו מצב הצבירה של החומר כעבור שבע עשרה דקות קירור?
8. הסבר למה בחרת בתשובה הנ”ל?
9. מהו מצב הצבירה של החומר כעבור עשרים וחמש דקות קירור?
10. הסבר למה בחרת בתשובה הנ”ל?
11. 
מהו מצבה צבירה של החומר כעבור שלושים דקות קירור?
12. 
הסבר למה בחרת בתשובה הנ”ל?
13. 
כמה דקות נמשך תהליך הרתיחה?
14. כמה דקות נמשך תהליך ההתכה? 
15. באיזה תהליך צריך לספק לחומר יותר אנרגיה: רתיחה או התכה?